一種聚丙烯耐電壓絕緣樹脂及其製備方法
2023-05-28 00:30:56 2
一種聚丙烯耐電壓絕緣樹脂及其製備方法
【專利摘要】本發明提供一種聚丙烯耐電壓絕緣樹脂及其製備方法，該聚丙烯耐電壓絕緣樹脂，按照質量份數計包括：混合樹脂100份，二氧化矽0.5-5份；所述的混合樹脂，按照質量百分數計，包括：預輻照的聚丙烯樹脂10-30份、聚丙烯樹脂45-80份和聚丙烯-聚苯乙烯樹脂10-25份。本發明還提供一種聚丙烯耐電壓絕緣樹脂的製備方法，該聚丙烯耐電壓絕緣樹脂耐電壓擊穿性能好，擊穿場強達33.2kV/mm。
【專利說明】一種聚丙烯耐電壓絕緣樹脂及其製備方法
【技術領域】
[0001]本發明屬於絕緣樹脂【技術領域】，具體涉及一種聚丙烯耐電壓絕緣樹脂及其製備方法。
【背景技術】
[0002]聚丙烯和聚苯乙烯都是廣泛使用的通用型高分子材料，這兩種聚合物都有其各自獨特的性能優勢和應用領域。聚丙烯是一種結晶的具有較高強度的材料，但其低溫衝擊性能差；而聚苯乙烯雖然具有較高的模量和拉伸強度，具有突出的耐電壓性能，但是韌性卻很差，材料本身非常脆並且容易發生斷裂。由於這兩種材料之間的化學結構、結晶行為等的差別導致這兩種聚合物間的相容性極差。
[0003]在電力系統中，交聯聚乙烯絕緣材料，因其優良的介電和耐熱性能已被廣泛應用於高壓和超高壓塑料絕緣電力電纜中。但在直流電場作用下，絕緣材料中容易形成空間電荷，空間電荷會使電場分布發生畸變、促使老化，甚至絕緣擊穿。聚丙烯類電絕緣材料密度最小、重量最輕，其耐熱性、機械強度優於聚乙烯，尤其是高頻特性優良，用聚丙烯製造的高壓和超高壓電絕緣材料是當代最先進的有機絕緣材料。聚丙烯絕緣材料是地下超高壓電纜線路的最佳選擇，其使用壽命可達50年以上。目前，國內還沒有聚丙烯耐電壓擊穿絕緣樹脂的研究。
【發明內容】
[0004]本發明的目的是提供一種聚丙烯耐電壓絕緣樹脂及其製備方法，該聚丙烯耐電壓絕緣樹脂的突出特點是耐電壓擊穿場強高。
[0005]本發明首先提供一種聚丙烯耐電壓絕緣樹脂，按照質量份數計包括:
[0006]混合樹脂100份，二氧化矽0.5-5份；
[0007]所述的混合樹脂，按照質量百分數計，包括:預輻照的聚丙烯樹脂10-30份、聚丙烯樹脂45-80份和聚丙烯-聚苯乙烯樹脂10-25份。
[0008]優選的是，所述的預輻照的聚丙烯的製備方法，包括:採用6tlCo作為輻照源，在空氣氣氛下，用Y射線對聚丙烯樹脂進行預輻照，預輻照劑量範圍為4kGy_50kGy ;或者，採用電子加速器作為輻照源，在空氣氣氛下，用β射線對聚丙烯樹脂進行預輻照，預輻照劑量範圍為4kGy-50kGy,得到預福照的聚丙烯。
[0009]優選的是，所述的預輻照的聚丙烯樹脂中，聚丙烯樹脂為均聚聚丙烯或共聚聚丙烯。
[0010]優選的是，所述的共聚聚丙烯為丙烯與乙烯的共聚物，乙烯質量百分數含量為2%_8%。
[0011]優選的是，所述的聚丙烯樹脂為均聚聚丙烯或共聚聚丙烯。
[0012]優選的是，所述的共聚聚丙烯為丙烯與乙烯的共聚物，乙烯質量百分數含量為2%-8%。[0013]優選的是，所述的聚丙烯-聚苯乙烯樹脂為聚苯乙烯質量百分數含量為20%_60%的聚丙烯-聚苯乙烯樹脂。
[0014]優選的是，所述的二氧化矽為納米級二氧化矽。
[0015]本發明還提供一種聚丙烯耐電壓絕緣樹脂的製備方法，包括:
[0016](I)聚丙烯樹脂的預輻照
[0017]採用6tlCo作為輻照源，在空氣氣氛下，用Y射線對聚丙烯樹脂進行預輻照，預輻照劑量範圍為4kGy_50kGy ;或採用電子加速器作為輻照源，在空氣氣氛下，用P射線對聚丙烯樹脂進行預輻照，預輻照劑量範圍為4kGy_50kGy，得到預輻照的聚丙烯樹脂；
[0018](2)混合物料的製備
[0019]按配比，將步驟(1)得到的預輻照聚丙烯樹脂、聚丙烯樹脂和聚丙烯-聚苯乙烯樹脂一起加入到高速混合 機中，進行混合，得到混合樹脂；再向高速混合機中加入二氧化矽，繼續進行混合得到混合物料；
[0020](3)絕緣樹脂的製備
[0021]將步驟(2)得到的混合物料加入到雙螺杆擠出機或單螺杆擠出機的料鬥中，反應溫度控制在130-230°C，擠出，牽條、冷卻、造粒，得到聚丙烯耐電壓絕緣樹脂。
[0022]本發明的有益效果
[0023]本發明首先提供一種聚丙烯耐電壓絕緣樹脂，按照質量份數計包括:混合樹脂100份，二氧化矽0.5-5份；所述的混合樹脂，按照質量百分數計，包括:預輻照的聚丙烯樹脂10-30份、聚丙烯樹脂45-80份和聚丙烯-聚苯乙烯樹脂10-25份。該聚丙烯耐電壓絕緣樹脂由於包括預輻照的聚丙烯，所述的預輻照在聚丙烯表面產生的極性基團分布均勻，起到相容劑的作用，避免了小分子化學引發劑引起的單體的均聚以及聚合物交聯和/或降解等副反應；聚丙烯-聚苯乙烯樹脂中的聚苯乙烯具有非常好的耐電壓性能；二氧化矽能具有絕緣的性能；該聚丙烯耐電壓絕緣樹脂耐電壓擊穿性能好，擊穿場強達33.2kV/mm。
[0024]本發明還提供的一種聚丙烯耐電壓絕緣樹脂的製備方法，通過對聚丙烯樹脂的預輻照，採用螺杆擠出機將預輻照聚丙烯樹脂、聚丙烯樹脂、聚丙烯-聚苯乙烯樹脂、二氧化矽混合擠出，得到聚丙烯耐電壓絕緣樹脂。由於採用預輻照引發，在聚丙烯表面產生極性，解決了聚丙烯與二氧化矽相容性的問題；採用的聚丙烯-聚苯乙烯樹脂，不僅與聚丙烯相容，而且其中的苯環具有非常好的耐電壓性能，製備的聚丙烯耐電壓絕緣樹脂具有高的耐電壓擊穿性能。
【具體實施方式】
[0025]本發明所述的聚丙烯-聚苯乙烯樹脂製備方法參考
【發明者】姚佔海, 李文斐, 黃鵬濤 申請人:中國科學院長春應用化學研究所